常见土石方材料的堆积密度与松散系数
实测体积只有通过密度才能变成吨位、车次和结算金额,而正确的密度取决于物料是在原位、松散堆放还是在填方中压实。本参考表给出 20 种常见材料的松方密度、自然方密度、装载系数及其对应的松散率,并说明如何在不混淆状态的前提下使用。
自然方、松方与压实方
自然方是物料在原位的体积——开挖测量得到的就是它。松方是同一物料挖出后因颗粒间空隙而膨胀的体积——料堆测量得到的就是它。压实方是在填方中摊铺并碾压后的体积。
装载系数把它们联系起来:松方 = 自然方 ÷ 装载系数,松散率 = 1 ÷ 装载系数 − 1。吨位永远是体积 × 同一状态的密度:自然方配自然方密度,松方配松方密度。
参考表
数值来自 Caterpillar 材料密度表;松散率由装载系数推导。来源说明重量随含水率、粒径和压实程度变化,确定准确数值需要试验——请把本表当作起点,而不是测量结果。
| 材料 | 松方(kg/m³) | 自然方(kg/m³) | 装载系数 | 松散率 |
|---|---|---|---|---|
| 黏土,原状 | 1660 | 2020 | 0.82 | 22% |
| 黏土,干 | 1480 | 1840 | 0.81 | 23% |
| 黏土,湿 | 1660 | 2080 | 0.80 | 25% |
| 黏土夹砾石,干 | 1420 | 1660 | 0.85 | 18% |
| 黏土夹砾石,湿 | 1540 | 1840 | 0.85 | 18% |
| 土,干密实 | 1510 | 1900 | 0.80 | 25% |
| 土,湿开挖 | 1600 | 2020 | 0.79 | 27% |
| 壤土 | 1250 | 1540 | 0.81 | 23% |
| 砾石,原状料场 | 1930 | 2170 | 0.89 | 12% |
| 砾石,干 | 1510 | 1690 | 0.89 | 12% |
| 砾石,干,6–50 mm | 1690 | 1900 | 0.89 | 12% |
| 砾石,湿,6–50 mm | 2020 | 2260 | 0.89 | 12% |
| 砂,干松 | 1420 | 1600 | 0.89 | 12% |
| 砂,潮湿 | 1690 | 1900 | 0.89 | 12% |
| 砂,湿 | 1840 | 2080 | 0.89 | 12% |
| 砂与黏土,松散 | 1600 | 2020 | 0.79 | 27% |
| 砂砾,干 | 1720 | 1930 | 0.89 | 12% |
| 砂砾,湿 | 2020 | 2230 | 0.91 | 10% |
| 碎石 | 1600 | 2670 | 0.60 | 67% |
| 表土 | 950 | 1370 | 0.70 | 43% |
算例
料堆测量得到的是松方。904.8 m³ 的干砂砾料堆,松方密度 1720 kg/m³,重 904.8 × 1.72 = 1556 t。
开挖测量得到的是自然方。1000 m³ 原状黏土(装载系数 0.82)挖出后为 1000 ÷ 0.82 = 1219.5 m³ 松方,15 m³ 车厢需 82 车次。其重量按自然方为 1000 × 2.02 = 2020 t,按松方为 1219.5 × 1.66 = 2024 t——同一物料,在装载系数的舍入范围内一致。
| 情形 | 计算 | 结果 |
|---|---|---|
| 干砂砾料堆(松方) | 904.8 m³ × 1.72 t/m³ | 1556 t |
| 原状黏土开挖(自然方)→ 松方 | 1000 m³ ÷ 0.82 | 1219.5 m³ |
| 车次,15 m³ 车厢 | 1219.5 ÷ 15 = 81.3 | 82 车次 |
| 该开挖的吨位 | 1000 m³ × 2.02 t/m³ | 2020 t |
测量您自己的物料
表中数值背后有很大的离散性:含水率、级配和开挖方式都会使其变化。凡涉及结算的吨位,请称量几车满载并与其实测松方对比,并在现场测定自然方密度。压实填方有其自身的压缩率,本表未给出——请在现场测定。
在 STREAM 中,密度按料堆分别输入,堆场中的每种物料都可使用自己的实测值;报告给出相应的体积和吨位。
常见问题
自然方、松方和压实方有什么区别?
自然方是物料在原位的体积,松方是同一物料挖出后的体积(因颗粒间空隙而更大),压实方是在填方中摊铺碾压后的体积。松方 = 自然方 ÷ 装载系数。
如何由装载系数计算松散率?
松散率 = 1 ÷ 装载系数 − 1。装载系数 0.82 即 1 ÷ 0.82 − 1 ≈ 22%;装载系数 0.60 的碎石松散率约 67%。
料堆吨位应使用哪种密度?
使用松方密度,因为料堆测量得到的是松方。自然方密度只与自然方体积配合使用,例如原位测量的开挖。
表中密度有多准确?
它们是起始值。来源本身说明重量随含水率、粒径和压实程度变化,需要试验确定;凡涉及结算的量,请称量满载车辆或现场测定密度。
参考来源
在 STREAM 中测量料堆体积与吨位
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